Conversão spin-órbita da luz

Abstract

Desde o século XX sabe-se que a luz possui momentum angular. O momentum angular de spin (SAM), associado à polarização circular e o momentum angular orbital referente à trajetória (OAM externo) são amplamente conhecidos e exaustivamente investigados. Uma nova variante de momentum angular da luz, o momentum angular orbital interno (OAM interno), referente ao formato helicoidal da frente de onda, foi mais amplamente estudado nas últimas décadas depois que Allen et al. [1] demonstraram que esta propriedade era inerente à feixes com fase do tipo ei` . O estudo do OAM vem se consolidando e a lista de possíveis aplicações só tem crescido. O presente trabalho visa uma revisão dos momenta angulares da luz com enfoque no OAM interno e nas interações spin-órbita da luz que representam um ramo de intenso estudo da ótica atual. Neste trabalho foram analisados alguns dos métodos de geração de feixes com OAM, como a placa de fase espiral que consiste em uma placa de espessura variável que altera a frente de onda do feixe incidente. O método holográfico que consiste na alteração da frente de onda incidente sobre um SLM que exibe uma imagem apropriada para a geração de OAM. Um dispositivo ótico, proposto por Wakayama [2], capaz de gerar feixes acromáticos com OAM, ele que funciona como um conversor spin-órbita e, devido à sua simetria cilíndrica, faz com que o um feixe contendo SAM seja convertido em um feixe com SAM e OAM.

Since the XX century it’s known that light has angular momentum. The spin angular momentum (SAM), associated with circular polarization, and the orbital angular momentum relative to the trajectory (external OAM) are widely known and exhaustively investigated. A new variant of angular momentum of light, the internal orbital angular momentum (internal OAM), relative to a helical wavefront form, was broadly studied in the last decades after Allen et al. [1] demonstrated that this is a natural property of beams with phase ei` . The study of OAM are being consolidated and the list of possible applications has only grown. The present work aims a review of the angular moments of light focusing on the internal OAM and the spin-orbit interactions of light that represent a branch of intense study in current optics. In this work, some of the beam generation methods with OAM were analyzed, such as the spiral phase plate, which consists of a variable thickness plate that changes the wavefront of the incident beam. The holographic method that consists in changing the incident wavefront on an SLM that exhibits an appropriate image for the generation of OAM. An optical device, proposed byWakayama [2], capable of generating achromatic beams with OAM, it acts as a spin-orbit converter and, due to its cylindrical symmetry, makes the initial beam containing SAM to be converted into a beam with SAM and OAM.